多少相才够吃？显卡供电需求全面剖析

    要分析“多少相才够”这个问题，我们先要了解设计多相供电的目的。

    每一相核心供电的输出功率计算方法是：“输出电压”乘以“输出电流”，这里的输出电压等于GPU的输入电压或者说工作电压，现在大部分显卡都支持至少2种工作状态的电压，分别是P0高载模式和P12待机模式，有的中间还有P8轻载模式主要用于高清解码。显卡通过实时改变核心电压和工作频率，能大大降低功耗。

经典的GTX460公版各种工作模式下的功耗

    而“输出电流”，一般的计算方法则是GPU的输入电流除以供电相数。那么理论上，相数越多，平摊到每一相的电流就会越小。以最近比较火热的iGame?九段GTX560Ti为例（因为其采用了模块化供电设计，方便下文分析供电设计），这款显卡拥有2种供电模式：插上或拔下Turbo-Kit电力套件，对应核心供电分别为12相与8相。

可以隐约看到4颗电感的Turbo-Kit空力套件

    相信不少人在看到这种设计时，心中都有个疑问：直接把12相全做在一张卡上不就完了，费这功夫？但事实是：正如文章开篇翻译自Intel高级工程设计师Brian Forbes所说的那样，过于庞大的供电相数，会导致“某些回路负载和升温不均匀”。

    为什么会这样呢？这也回到前文关于模拟/数字供电差异的描述，实际上，在前文，大家已经可以看到即便是数字供电，因为仍然采用了电容、电感等，都会存在一定的容抗、感抗。如果为每一相供电赋予一个“等效电阻”，单相中串联的元器件越多，这个“电阻”的阻值就越大，发热也就越大，随之带来的就是电源整体转换效率的下降。

iGame?九段560Ti的供电设计理念示意图

    iGame?九段显卡的精妙之处，就是为处于900MHz核心提供8相供电；而在1010MHz时，提供了12相供电。因为对于大部分PWM芯片而言，供电的转换效率最高峰是出现在输出电流为20-30A的某一个值附近，而非出现在输出电流最大值或低于20A的部分。因此，这款显卡的工程师可能出于供电转换效率最大化，也就是无用发热最小化的考虑，选择了8/12相的供电设计。

    那么，对于iGame?九段GTX560Ti这款显卡的PWM芯片和外围电路的用料设计而言，8相和12相就是其最适合的供电相数。